薄平板气动导数的数值仿真技术

提出了一种基于计算流体动力学方法计算流线型断面气动导数的数值模型．该模型以粘性不可压Navier—Stokes方程和有限体积法为基础,通过求解作强迫振动的断面绕流场,由得到的气动力时程得到断面的气动导数．利用该模型数值模拟了薄平板的气动导数,其仿真结果与薄平板气动导数风洞试验值、Theodorsen理想平板解析解的一致性,证明了本文方法的有效性．该数值方法可应用于桥梁断面颤振导数的识别．     

流线型桥梁断面颤振稳定性数值模拟

对于流线型桥梁断面颤振稳定性,采用动网格实现结构分状态强迫振动法,提取稳定的气动力,按照最小二乘法求得不同折减风速的颤振导数。研究了理想薄平板的8个颤振导数,并将数值计算结果与Theodorsen理论解进行对比,发现采用该方法识别颤振导数与理论解吻合得很好。采用该方法计算了3种不同流线型桥梁断面的颤振导数,并计算了颤振临界风速。结果表明:增大主梁的宽高比,可以提高主梁的颤振稳定性;宽高比相同时,主梁底板采用折线形状要比圆弧线颤振稳定性好。     

薄平板气动导数的数值计算

用基于一般曲线坐标系和交错网格的差分法求解原始变量二维不可压粘性流体的Ｎ -Ｓ方程 ,计算了宽高比为 2 2 .5、两端圆滑的薄平板的气动导数 .将薄平板当作刚性物体 ,首先分别计算了物体做竖向强迫振动和扭转强迫振动的气动力 ,雷诺数取为10 5,物体运动和气流的耦合作用用动网格法考虑 ,Ｎ -Ｓ方程用二阶投影法和多重网格法求解 .然后用最小二乘法确定Ｓｉｍｉｕ和Ｓｃａｎｌａｎ给出的气动力表达式中的 8个气动导数 .绝大部分气动导数的计算结果和Ｔｈｅｏｄｏｒｓｅｎ的理论值和实验值都十分吻合薄平板气动导数的数值计算@曹丰产 @项…     

薄平板气动导数的数值计算

用基于一般曲线坐标系和交错网格的差分法求解原始变量二维不可压粘性流体的Ｎ－Ｓ方程,计算了宽高比为２２．５、两端圆滑的薄平板的气动导数．将薄平板当作刚性物体,首先分别计算物体做竖向强迫振动和扭转强迫振动的气动力,雷诺数取为１０５,物体运动和气流的耦合作用用动网格法考虑,Ｎ－Ｓ方程用二阶投影法和多重网格法求解．然后用最小二乘法确定Ｓｉｍｉｕ和Ｓｃａｎｌａｎ给出的气动力表达式中的８个气动导数．绝大部分气动导数的计算结果和Ｔｈｅｏｄｏｒｓｅｎ的理论值及实验值都十分吻合     

薄平板断面气动自激力振幅效应数值模拟

为研究振幅对桥梁主梁断面气动自激力的影响,以薄平板断面为研究对象,采用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)方法进行气动自激力振幅效应研究,首先采用强迫振动数值模拟方法,研究了不同振幅下薄平板断面颤振导数与气动力迟滞相位,分析了薄平板断面气动力的频谱特性;然后采用自由振动数值模拟方法,研究了薄平板断面的颤振响应演变规律.薄平板断面强迫振动数值模拟结果表明:扭转振幅对薄平板断面颤振导数影响较大,在高折算风速下,颤振导数A*2随着振幅的增大由负转正,竖向振幅对薄平板断面颤振导数影响相对较小;扭转振幅的增大引起薄平板断面气动力迟滞相位正弦值发生了较大变化;当扭转振幅大于8°时,薄平板断面气动力存在较为明显的高次谐波分量,主要为三阶与五阶分量,竖向振幅引起的薄平板断面气动力高阶分量不明显.薄平板断面自由振动数值模拟结果表明:薄平板断面在颤振发散过程中,其瞬时频率、瞬时阻尼比与竖向扭转位移相位差均随振幅变化.     

紊流风场中桥梁气动导数的识别

提出一种在紊流风场中识别桥梁断面气动导数的新方法，根据随机减量的原理，从风洞中桥梁节段模型的随机响应中提取自由振动信号，再利用时域法对桥梁断面的气动导数进行了总体时域识别，数值仿真结果表明，这一方法具有较高的精度。     

薄板板气动导数的数值计算

用基于一般曲线坐标系和交错网格的差分法求解原始变量二维不可压粘性流体的Ｎ－Ｓ方程,计算了宽主经为２２．５、两端圆滑的薄平板的气动导数,将薄平析以当作刚性物体,首先分别计算物体做竖禹强迫振动和扭转强迫振动的气动力,雷诺数取为１０＾５,物体运动和气流的耦合作用用动网格法考虑,Ｎ－Ｓ方程用二阶投影法和多重钢格法求解,然后用最小二乘法确定Ｓｉｍｉｕ和Ｓｃａｎｌａｎ给出的气动力表达式中的８个气动导数,绝大部     

用任意拉格朗日欧拉法分析桥梁振动绕流问题

应用任意拉格朗日欧拉方法对具有典型流线型桥断面进行气弹性分析,得到升力系数以及力矩系数历程,然后用最小二乘法得到气动导数,计算气动导数与实验有较好的一致性,证明了该方法可以进行桥梁振动气动设计,为模拟流固耦合问题提供一个重要方法.     

基于Fluent软件采用分离状态法识别薄平板颤振导数

通过在Fluent软件所提供的宏中嵌入纽曼克方程,对网格进行驱动,来实现流固耦合。采用自由振动法中的分离状态法识别颤振导数,识别颤振导数所需模态参数,根据IDT时域法编制MATLAB程序进行识别。以薄平板为研究对象,采用分离状态法对薄平板的颤振导数进行识别,并将分离状态法识别的颤振导数与强迫振动识别的颤振导数和理想平板的Theodorson颤振导数理论解进行对比。经比较表明,分离状态法和强迫振动法识别颤振导数、理想平板颤振导数理论解的差别性较小,从而验证了分离状态法识别颤振导数的准确性和可行性。     

紊流风场中桥梁气动导数的识别

基于作者提出的识别桥梁断面气动导数的新方法———总体最小二乘时域法 ,初步研究了紊流风场中气动导数的识别 .总体最小二乘时域法试验装置简单 ,克服了改进的Ｉｂｒａｈｉｍ时域法 (ＭＩＴＤ法 )人为选择时延参数的不足 ,具有很高的精度和收敛法 .由平板理论解和江阴长江公路大桥的全桥气动弹性模型实验结果证实了该方法的正确性 .在模拟的紊流风场中 ,应用这一方法对平板和江阴长江大桥的节段模型进行了试验 ,识别了其气动导数 .试验结果初步表明 ,对具有良好流线型的桥梁断面 ,紊流对气动导数的影响可以忽略 .紊流风场中桥梁气动导数的…     

风速与波高对单跨高架栈桥位移响应的影响

为考察不同风速、波高时高架栈桥在风浪耦合作用下的位移特性,采用分离涡方法和任意拉格朗日-欧拉方法(ALE arbitrary lagrangian eulerian)求解栈桥系统的流固耦合位移响应.结果表明:风对栈桥所受风浪耦合荷载大小影响较大,高架栈桥的位移随风速增加而增大.波浪主要增加栈桥的往复振荡,同时,波浪对桥...     

机场油库地面立式油灌和卸油栈桥RCS计算

建立了机场油库地面立式油罐和卸油栈桥雷达散射截面积(RCS)的计算模型,在合成孔径雷达(SAR)侦察条件下,用物理光学法计算了地面立式油罐和卸油栈桥的RCS。     

钢栈道施工全过程抗风稳定性分析

为研究钢栈道施工全过程的抗风稳定性问题,通过以黄河大桥施工栈道施工全过程为背景,采用有限元模拟方法对此进行了分析研究。结果表明：在横桥方向风荷载作用下,（1）钢管桩打入地基,在钢管桩之间焊接剪力撑后,其位移绝对值最大值为43.7 mm,其最大米塞斯应力为43.6 MPa;（2）钢管桩顶部焊接桩顶梁后,位移绝对值最大值为46.8 mm,其最大米塞斯应力为45.9 MPa;（3）桩顶梁上架设贝雷梁,铺设桥面板后,位移绝对值最大值为0.76 mm,其最大米塞斯应力为19.6 MPa。可见在横桥向风荷载作用下,从位移和应力角度来分析,钢管桩顶部焊接桩顶梁后为最不利情况。     

高架桥施工期附近既有桥梁的安全性监控

在高架桥施工过程中,为保证作为高架桥施工支架基础或部分基础的既有桥梁的安全性和使用性能,必须采用一定的监测技术对既有桥梁进行监控。介绍了既有桥梁安全性监测系统设计的基本原则与内容,以及监测报警指标拟订的基本方法。针对一个实际工程,进行了监测目的的确定、测点的优化布置、监测仪器的选择、数据采集时机和频率的选择,以及报警指标的拟订,给出了实际监测的基本过程与结果。通过监测,说明对既有桥梁进行监控是保证既有桥梁安全性和使用性能的有效手段。     

可自浮式高架栈桥有限元子结构超单元法建模与静力分析

可自浮式高架栈桥组成构件较多,若直接对其进行数值建模计算,则计算量大,计算时间长.为了加快计算速度,采用有限元子结构超单元法对其进行多工况数值计算分析,验算了自浮式高架栈桥在各计算工况下的结构强度和承载能力.结果表明:自浮式高架栈桥在工作状态下,其上部结构单元能满足承载200 kN汽车荷载的设计要求;在生存状态下,上部...     

大连市30万t进口原油码头工程栈桥桥型方案选择

大连市30万t进口原油码头工程栈桥共有4个设计方案,即：利用近点的单塔斜拉桥方案,利用浅点的单塔斜拉桥方案,下承式钢管混凝土系杆拱方案,预应力简支梁桥方案,介绍了4种桥型方案的选择原则,方案设计及方案比选,经综合比较认为第一方案经济合理,类观新颖,所以将其作为本工程的推荐方案。     

装配式高架栈桥结构模态分析

为了得到装配式高架栈桥结构单元及栈桥的自振特性,对其结构进行了计算简化,利用ANSYS建立了采用不同约束时的数值模型的结构单元,同时使用子空间迭代法计算了数值模型的前十阶频率及振型。基于结构共振特性以及实际工程中架设方便的考虑,确定了桩腿与上部结构固结、与地面铰接这一合理的高架栈桥结构单元约束形式,最后对一个由4个高架栈桥结构单元拼接而成的总长为48m的高架栈桥进行了模态分析,求解了其前十阶频率和振型。通过对频率及振型的分析,得出桩腿是此高架栈桥的薄弱部位,为避免共振,车辆不宜以5km/h左右的速度通过栈桥。     

SX56m/2200t型上行式移动支架造桥机节段拼装56m简支箱梁施工技术

结合新建兰新铁路大通河特大桥12孔单箱双线56m预应力混凝土简支箱梁节段拼装的工程实例,介绍了SX56m/2200t型上行式移动支架造桥机的总体结构及节段拼装56m简支箱梁施工关键技术。     

山区桥梁桥址风环境试验研究

北盘江特大桥位于地形特殊的山区．通过模拟桥址地形的风洞试验，确定桥梁设计基准风速和相关的风特性参数，使得到的风速真正反映桥址处风的实际状况．试验结果表明：北盘江特大桥桥址处无明显风速放大效应；根据荷载等效原则，桥面设计基准高度可采用统一的等效桥面高度来描述；当横桥向来流，且与山谷走向一致时，桥面高处的水平方向和竖向脉动风功率谱密度在脉动风的振动频率的低频区域，可以分别近似采用Kaimal谱和Panofsky谱，     

桩腿变化对装配式高架栈桥静力特性的影响

为了分析桩腿长度对装配式高架栈桥桩腿屈曲和静力特性的影响,在静载作用下计算了不同桩腿长度的装配式高架栈桥的上部结构挠度值和下部桩腿应力值,并分析了桩腿长度变化对栈桥桩腿轴力、平台挠度和桩腿屈曲的影响。计算结果表明,桩腿长8m及以下的装配式高架栈桥,在设计荷载静载作用下,上部结构挠度值和下部桩腿应力值的计算结果在工程允许范围内。桩腿长度变化对上部结构的挠度值和桩腿的轴力影响较小,而对装配式高架栈桥的桩腿的屈曲破坏临界荷载影响较大,尤其是当桩腿长大于5m后,桩腿的屈曲破坏临界荷载急剧下降。装配式高架栈桥在设计200kN轮式荷载和300kN履带荷载作用下会发生桩腿屈曲破坏的桩腿临界长度分别为6.95m和7.63m。